Wpływ światła o zmodyfikowanym widmie na intensywność fotosyntezy

• Autorzy: Kocurek M. , Pilarski J.

Warianty tytułu

EN

The influence of light with modified spectrum on photosynthetic intensity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnich latach dynamicznie rozwija się zastosowanie lamp LED, zbudowanych z diod emitujących wąskie zakresy widmo-we. Jedną z podstawowych zalet tej technologii jest możliwość komponowania składu spektralnego z diod o różnej barwie. Wiadomo, że poszcze-gólne gatunki roślin w toku ewolucji przystosowały się do warunków siedliskowych różniących się składem spektralnym światła. Niewiele jest jednak informacji na temat lamp, które można skomponować z dostępnych w handlu diod LED i dopasowanych do konkretnych gatunków roślin. Do eksperymentów wybrano kluzję (Clusia multiflora), pelargonię (Pelargonium zonale) oraz koleusa (Coleus blumei). Badania rozpoczęto od oceny właściwości optycznych szeregu gatunków roślin. Na tej podstawie określono wymagania świetlne i dopasowano skład spektralny lampy. Do oceny gotowych widm wykorzystano analizator gazowy typu Irga oraz fluorymetr umożliwiający zmianę składu barwowego światła aktynicznego. Dla każdego gatunku rośliny uzyskano specyficzne widmo spektralne charakteryzujące się najwyższą wydajnością fotosyntezy.

EN

In recent years, the use of LED lamps built with diodes emitting narrow spectral range, rapidly grows. One of the main advantages of this technology is the ability to compose lamps of new spectral composition with LEDs of different colors. It is known that various species of plants during evolution adapted themselves to the habitat of differing spectral composition of the light. However, there is little information on the light sources which can be composed with commercially available LEDs and fitted to specific plant species. The experiments were carried out on Clusia multiflora, Pelargonium zonale and Coleus blumei. The study began by assessing the optical properties of a number of plant species. On this basis the light requirements were specified and used to match the spectral illumination. The spectra ware tested using an IRGA gas analyzer and multicolor actinic light fluorometer. Specific spectrum characterized with the highest yield of photosynthesis for each plant species were composed.

Słowa kluczowe

PL

PAR; NIR; właściwości optyczne; refleksja; transmisja; absorpcja; fotosynteza

EN

PAR; NIR; optical properties; reflectance; absorption; transmittance; photosynthesis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2015
• Tom: Z. 268
• Strony: 107--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kocurek M.

• Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach

autor

Pilarski J.

• Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach

Bibliografia

• 1. Massa G.D.: Plant Productivity in Response to LED Lighting, HortScience, 43, s. 1951-1956, 2008.
• 2. Grzesiak W., Żupnik M., Wojciechowska R.: Inteligentny system doświetlania roślin bazujący na technologii SSL LED, Prace Instytutu Elektrotechniki, z. 255, s. 259-276, 2012.
• 3. Olle M., Viršille A.: The effects of light-emitting diode lighting on greenhouse plant, Agricultural and Food Science, 22, s. 223-234, 2013.
• 4. Went F.W.: The experimental control of plant growth, Waltham, MA: Chronica Botanica, 1957.
• 5. Klein R.M., Edsall P.C., Gentile A.C.: Effects of near ultraviolet and green radiations on plant growth, Plant Physiology, 40, s. 903-906, 1965.
• 6. Pilarski J., Tokarz K., Kocurek M.: Adaptacja roślin do składu spektralnego i intensyw-ności promieniowania, Prace Instytutu Elektrotechniki, z. 256, s. 223-236, 2012.
• 7. McCree K.J.: The action spectrum, absorptance and quantum yield of photosynthesis in crop plants, Agric. Meteorol., 9, s. 90-98, 1972.
• 8. Gates D.M.: Biophysical ecology. Springer, New York, USA, 1980.
• 9. Kocurek M., Pilarski J.: Dystrybucja światła w nadziemnych częściach roślin zielnych i zdrewniałych, Pamiętnik Puławski, 144, s. 91-104, 2007.
• 10. Terashima I., Fujita T., Inoue T., Wah S.C., Oguchi R.: Green Light Drives Leaf Photo-synthesis more efficiently than red light in strong white light: revisiting the enigmatic question of why leaves are green, Plant Cell Physiol., 50, s. 684-697, 2009.
• 11. Lei T.T., Tabuchi R., Kitao M., Koine T.: Functional relationship between chlorophyll content and leaf reflectance and light-capturing efficiency of Japanese forest species, Physiol. Plant., 96, s. 411-418, 1996.
• 12. Ricardson A.D., Berlyn G.P., Duigan S.P.: Reflectance of Alaskan black spruce and white spruce foliage in relation to elevation and latitude, Tree Physiol., 23, s.537-544, 2002.
• 13. Grzesiak M.T., Filek W., Hura T., Kocurek M., Pilarski J.: Leaf optical properties during and after drought stress in triticale and maize genotypes differing in drought tolerance, Acta Physiologiae Plantarum, 32, s. 433-442, 2010.
• 14. Czarnowski M.: Właściwości optyczne liści drzew i krzewów, Wiadomości Botaniczne, 38, s. 47-55, 1994.
• 15. Carter G.A., Knapp A.K.: Leaf optical properties in higher plants: Linking spectral characteristics to stress and chlorophyll concentration, Am. J. Bot., 88, s. 677-684, 2001.
• 16. Walters R.G.: Towards an understanding of photosynthetic acclimation, Journal of Experi-mental Botany, 56, s. 435-447, 2005.
• 17. Klamkowski K., Treder W., Treder J., Puternicki A., Lisak E.: Wpływ doświetlania lampami sodowymi i led na aktywność fotosyntetyczną oraz wzrost roślin pomidora, Prace Instytutu Elektrotechniki, z. 256, s. 75-86, 2012.
• 18. Frechilla S., Talbott L.D., Bogomolni R.A., Zeiger E.: Reversal of blue light-stimulated stomatal opening by green light, Plant Cell Physiology, 41, s. 171-176, 2000.
• 19. Talbott L.D., Nikolova G., Ortiz A., Shmayevich I., Zeiger E.: Green light reversal of blue-light-stimulated stomatal opening is found in a diversity of plant species, American Journal of Botany, 89, s. 366-368, 2002.
• 20. Kim H.-H., Goins G.D., Wheeler R.M., Sager J.C.: Greenlight supplementation for enhanced lettuce growth under red- and blue-light-emitting diodes, HortScience, 39, s. 1617-1622, 2004.
• 21. Schreiber U., Klughammer C., Kolbowski J.: MC-PAM. Various light qualities. High-end chlorophyll fluorescence analysis with the MULTI-COLOR-PAM. I. Various light qualities and their applications, PAM Application Notes, 1, s. 1-21, 2011